В современных условиях, когда требования к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций повышены более чем в три раза, одним из немногих строительных материалов, пригодных для возведения однослойных стен приемлемой толщины (менее 50 см), являются ячеистые бетоны.
Для обеспечения возможности возведения таких стен, обладающих существенными преимуществами (более низкой себестоимостью и, особенно, трудоемкостью при возведении), является организация массового выпуска изделий из ячеистого бетона марок по средней плотности D 400 – D 500, класса по прочности при сжатии не менее В 1,5 с коэффициентом теплопроводности не более 0,12 Вт/м ºС.
Вторым необходимым условием создания теплоэффективных стен жилых домов является организация выпуска изделий из ячеистых бетонов с размерами высокой точности (до 1,5 мм), обеспечивающими возможность осуществления кладки стен с применением специальных клеевых составов с толщиной шва не более 2 мм. Теплопроводность стеновых конструкций, изготовленных из ячеистобетонных изделий с размерами повышенной точности, и уложенных на клею, в 1,5–1,6 раза ниже, чем уложенных на растворе [см. Технические решения “Наружная стена из облегченных ячеистобетонных блоков”. ОАО ХК “Главстройпром”. М., 1998].
В настоящее время в больших объёмах ведется строительство жилых домов с однослойными ограждающими конструкциями толщиной 50 см с применением высокоточных блоков из автоклавного ячеистого бетона марок по средней плотности D 400 – D 500, кладка которых производится “на клею”.
Наряду с увеличением выпуска изделий из автоклавных ячеистых бетонов, в последние годы получили своё второе рождение неавтоклавные ячеистые бетоны, что обусловлено следующим:
- более низкими начальными капиталовложениями в организацию производства;
- значительно меньшими энергозатратами за счёт исключения, в ряде случаев, процессов помола, вибрационных процессов при приготовлении смесей и изделий, а также за счёт замены процесса пропаривания “термосным” выдерживанием изделий;
- возможностью изготовления изделий и конструкций как в заводских, так и в построечных условиях;
- значительным повышением прочностных показателей неавтоклавных ячеистых бетонов во времени.
Исследования показали, что прочность неавтоклавного пенобетона через 3–3,5 месяца после изготовления увеличивается в 1,2–1,3 раза, а через 2 года прочность повышается более чем в 2 раза по сравнению с прочностными показателями пенобетона в 28-суточном возрасте. Испытания физико-технических свойств пенобетонов, почти 70 лет эксплуатировавшихся в качестве теплоизоляции морозильных камер, показали, что даже после многотысячных циклов замораживания и оттаивания прочность пенобетона марки по средней плотности D 400 превысила 30 кгс/см2, что в 3–3,5 раза выше прочности этого бетона в 28-суточном возрасте. Долговечность ячеистых бетонов неавтоклавного твердения значительно превышает аналогичные показатели автоклавных ячеистых бетонов.
Наряду с хорошими теплозащитными свойствами они характеризуются достаточно высокой прочностью и морозостойкостью, а также огнестойкостью. Кроме того, довольно большие значения паро- и воздухопроницаемости ячеистых бетонов обеспечивают комфортные условия проживания людей в домах со стенами из этих материалов.
Все эти положительные свойства бетонов неавтоклавного твердения привлекают к ним внимание исследователей, производственников и проектировщиков.
Для изготовления неавтоклавных ячеистых бетонов, удовлетворяющих современным требованиям по теплозащите и предназначенных для изготовления теплоэффективных однослойных ограждающих конструкций, необходимо применять технологию [см. Ухова Т.А. Опыт производства и применения неавтоклавного поробетона // Промышленное и гражданское строительство. 2002. №9. С. 29–30], основные особенности которой состоят:
- в использовании разнообразных сырьевых компонентов и, в том числе, немолотых кварцевых песков, вторичных продуктов промышленности и энергетики (шлаков, зол, “хвостов обогащения различных руд” и др.);
- в создании автоматизированных линий, обеспечивающих возможность изготовления изделий с защитно-декоративным слоем из фибропенобетона и характеризующихся размерами повышенной точности.
В таблице 1 представлены показатели основных физико-технических свойств неавтоклавных пенобетонов, изготовленных по этой технологии.
|
Марка по средней плотности |
D 400 - D 600 |
D 900 - D 1000 |
|
Прочность при сжатии, МПа |
1,5–2,5 |
8–12 |
|
Марка по морозостойкости |
F 15 – F 50 |
F 75 – F 100 |
|
Коэффициент теплопроводности, Вт/м ºС |
0,10–0,14 |
0,24–0,32 |
|
Усадка при высыхании, мм/м |
Менее 1,3 |
Менее 1,3 |
Отличительными особенностями этих бетонов являются пониженная технологическая влажность изделий, а также сниженные в 1,5–2 раза усадочные деформации при высыхании, которые способствуют повышению трещиностойкости и теплозащитных свойств ограждающих конструкций, особенно в начальные сроки эксплуатации, а также расширению области применения этих бетонов.
В результате проведения научно-исследовательских работ и проверки их результатов в производственных условиях установлено, что изделия из неавтоклавного пенобетона можно изготавливать не только в индивидуальных формах, но и по резательной технологии. Применение эффективных ускорителей твердения и температурных режимов выдерживания массивов позволяет уже через 3,0–3,5 часа после изготовления произвести распалубку массивов и осуществлять их резку на изделия необходимых размеров.
Результаты исследований в области технологии изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона по резательной технологии внедрены более чем на 10 предприятиях, как во вновь созданных, так и в реконструированных цехах ДСК и ЗЖБИ.
В 2003 году вошел в строй современный автоматизированный завод по производству изделий из неавтоклавного пенобетона по резательной технологии в г. Железнодорожный Московской области. На этом заводе применена конвейерная технология, а для резки массивов на изделия необходимых размеров был сконструирован и изготовлен специалистами СМУ-95 резательный комплекс. Этот комплекс входит в состав конвейерной линии по производству мелких стеновых блоков, характеризующейся высокой точностью размеров (до 1,5 мм) и возможностью регулирования размеров изделий в широком диапазоне. Производительность этой линии составляет 80–100 м3 в день.
Разработанная в ЗАО “Теплостен” автоматизированная конвейерная линия Лещикова (ЛЛБ 3/6) позволяет изготавливать на ней высококачественные, с размерами высокой точности изделия не только из керамзитобетона со вставкой из пенополистирола [см. Лещиков В.А. Конвейерная линия Лещикова ЛЛБ 3/6 для производства стеновых теплоэффективных блоков с наружным защитно-декоративным слоем // Издание ЗАО “Теплостен”. 2004], но и из пенобетона D 500 – D 600 с защитно-отделочным слоем из фибропенобетона.
Применение фибропенобетона в качестве отделочного слоя конструкций из ячеистых бетонов в наибольшей степени удовлетворяет требованиям, предъявляемым к материалам такого назначения, а именно:
- плотность материала отделочного слоя не превышает более чем в 1,5 раза плотность основного слоя;
- фибропенобетон отделочного слоя характеризуется достаточной паро- и воздухопроницаемостью;
- отделочный слой из фибропенобетона способствует дополнительному повышению теплозащитных свойств ограждающих конструкций;
- изделия с защитно-декоративным слоем отличаются высокой морозостойкостью (свыше 100 циклов замораживания и оттаивания) и долговечностью.
Возведение ограждающих конструкций из теплоэффективных блоков с защитно-декоративной отделкой из фибропенобетона имеет следующие преимущества:
- применение блоков с размерами высокой точности и защитно-декоративным слоем обеспечивает возможность снижения трудозатрат при возведении ограждающих конструкций в 2 – 2,5 раза;
- пониженная плотность (D400 – D500) поробетонных блоков и небольшая толщина ограждающих конструкций обеспечивают снижение стоимости как стеновых материалов, так и трудозатрат при их возведении, а также стоимости материалов и работ при устройстве фундаментов.
Расчёты показали: стоимость кладки из пенобетонных блоков неавтоклавного твердения с размерами повышенной точности, выполненной с применением клеевых составов, в 1,1–1,2 раза дешевле, чем таких же изделий из автоклавных ячеистых бетонов. Расход энергии на производство неавтоклавного пенобетона составляет 272–334 МДж/м3, а на производство стеновых блоков из автоклавного газобетона – в среднем 1592 МДж/м [см. Сахаров Г.П., Стрельбицкий В.П., Воронин В.А. Ограждающие конструкции зданий и проблема энергосбережения // Жилищное строительство. 1999. №6].
Таким образом, по технико-экономическим показателям производство и применения пенобетонные изделия и изделия из пенобетона с защитно-декоративным слоем из фибропенобетона относятся к числу наиболее востребованных в настоящее время стеновых материалов. Решение проблемы энергосбережения, наряду с проблемами долговечности, экономичности, пожаробезопасности и стоимости ограждающих и других конструкций зданий, позволяет рекомендовать разработанные в НИИЖБе технологии изготовления изделий из неавтоклавного пенобетона, технологические линии, разработанные СМУ-95 и ЗАО “Теплостен” для широкого применения на предприятиях и стройках страны.